¿Cuáles son las fórmulas de masa y velocidad de la relatividad?
La fórmula de masa y velocidad de la teoría de la relatividad es m=m0/(v/u-1)=m0/√(1-v^2/c^2).
Derivación de la relación entre masa y velocidad: sistema S' (en el que una pequeña bola a' está en reposo, masa m0) respecto al sistema S (en el que una pequeña bola a está en reposo, masa m0) a lo largo del eje x con un movimiento de velocidad v, sea m la masa de a' relativa al sistema S. Según la simetría del sistema, la masa de a relativa al sistema S' también es m.
Supongamos que dos bolas pequeñas se fusionan en una después de la colisión. La velocidad relativa del sistema S es u' y la velocidad relativa del sistema S es u. La ley de conservación del impulso es válida en ambos. sistemas de referencia: sistema S: mv=( m+m0)u, sistema S': -mv=(m+m0)u'. De la fórmula de síntesis de velocidad, u'=(u-v)/(1-uv/c^2), y según la simetría del sistema, u'=-u, podemos obtener: (v/u)^2- 2v/u+(v/c)^2=0.
La solución es: v/u=1±√(1-v^2/c^2). Como v>u, tomamos v/u=1+√(1-v^2). /c^2). Entonces m=m0/(v/u-1)=m0/√(1-v^2/c^2).
Información ampliada:
Se puede ver a partir de la relación masa-energía y la relación masa-velocidad que si un objeto con una masa estática distinta de cero se mueve a la velocidad de la luz c , su energía es infinita. En otras palabras, el trabajo necesario para acelerar tal objeto a la velocidad de la luz es infinito, pero esto es imposible. Por lo tanto, normalmente la velocidad de un objeto solo puede acercarse pero no puede alcanzar la velocidad de la luz en el vacío, es decir, la velocidad de la luz c es la velocidad máxima de la materia.
Según la teoría especial de la relatividad, la velocidad de movimiento de la materia ordinaria con una masa estática real positiva debe ser menor que la velocidad de la luz c. Este tipo de materia se llama materia de velocidad subluz (o velocidad subluz). partícula), y todos ellos se llaman el mundo de la velocidad subluz. La relatividad especial también permite la existencia de un mundo superlumínico, en el que la velocidad de toda la materia supera la velocidad de la luz c. Este tipo de materia (o partícula) se llama taquión, y su masa estática es un número imaginario (su cuadrado es menor). que cero).
Los físicos han diseñado muchos experimentos, pero no se ha encontrado ningún rastro de taquiones. Si los taquiones pueden aparecer en el mundo subluz, habrá una violación de la ley de causalidad: considere que el primer evento físico ocurre en el primer punto de un sistema inercial dado, y al mismo tiempo hay una señal superluminal que transmite esta la información se teletransportó al segundo punto y desencadenó el segundo evento.
Decimos que estos dos eventos están causalmente conectados y satisfacen la ley de causalidad: la "causa" (el primer evento) está en el "resultado" (el segundo evento) ocurrió antes. Pero según la transformación de Lorentz, siempre podemos encontrar otros sistemas inerciales en los que el "resultado" aparece antes que la "causa". Por tanto, en la teoría especial de la relatividad, la ley de causalidad excluye la existencia de señales superluminales.
Enciclopedia Baidu - Teoría Especial de la Relatividad